Теплоты сгорания метана CH4 и ацетилена C2H2 равны соответственно 802 и 1260 кДж/моль. Оба газа в кислороде сгорают до углекислого газа и аоды. Какой из этих газов дает боле теплоты при сгорании 1 л каждого из этих газов?

Чтобы выяснить, какой из газов - метан (CH₄) или ацетилен (C₂H₂) - дает больше теплоты при сгорании 1 литра, нам нужно учитывать как теплоты сгорания каждого из этих газов, так и их плотности, чтобы перевести объем в количество вещества (моли).

1. Теплота сгорания:

   • Метан (CH₄): 802 кДж/моль
   • Ацетилен (C₂H₂): 1260 кДж/моль

2. Плотности газов:

   • Плотность метана примерно 0,717 кг/м³.
   • Плотность ацетилена примерно 1,098 кг/м³.

3. Перевод объема в массу:

   • 1 литр (1 дм³) = 0,001 м³
   • Масса метана в 1 литре: \[ m(CH₄) = 0,717 \, \text{кг/м³} \times 1 \, \text{м³} = 0,717 \, \text{кг} \]
   • Масса ацетилена в 1 литре: \[ m(C₂H₂) = 1,098 \, \text{кг/м³} \times 1 \, \text{м³} = 1,098 \, \text{кг} \]

4. Перевод массы в моли:

   • Молярная масса метана: 16 г/моль, или 0,016 кг/моль. \[ n(CH₄) = \frac{0,717 \, \text{кг}}{0,016 \, \text{кг/моль}} \approx 44,81 \, \text{моль} \]
   • Молярная масса ацетилена: 26 г/моль, или 0,026 кг/моль. \[ n(C₂H₂) = \frac{1,098 \, \text{кг}}{0,026 \, \text{кг/моль}} \approx 42,23 \, \text{моль} \]

5. Общая теплота, выделяющаяся при сгорании:

   • Для метана: \[ Q(CH₄) = n(CH₄) \times 802 \, \text{кДж/моль} \approx 44,81 \times 802 \approx 35 949,62 \, \text{кДж} \]
   • Для ацетилена: \[ Q(C₂H₂) = n(C₂H₂) \times 1260 \, \text{кДж/моль} \approx 42,23 \times 1260 \approx 53 308,80 \, \text{кДж} \]

Таким образом, ацетилен (C₂H₂) выделяет больше теплоты при сгорании 1 литра этого газа по сравнению с метаном (CH₄).